KR101378234B1 - 난연성 내충격성 열가소성 성형 조성물 - Google Patents

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Abstract

개선된 내충격성 성능 및 내연성을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물을 개시한다. 상기 조성물은 (a) 방향족 폴리카르보네이트, (b) 열가소성 폴리에스테르 및 (c) 하기 화학식에 따르는 반복 구조 단위를 함유하는 할로겐화된 아크릴레이트, (d) 내충격성 개질제, (e) 인-함유 화합물, 및 (f) 플루오르화된 폴리올레핀을 함유한다.
<화학식>
Figure 112009051946020-pct00017
식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소, 알킬 또는 아릴 기를 나타내고, n은 0 내지 5이고, m은 10 내지 10000이고, R은 할로겐을 나타낸다.
난연성, 내충격성, 열가소성 성형 조성물

Description

난연성 내충격성 열가소성 성형 조성물 {A FLAME RETARDANT, IMPACT RESISTANT THERMOPLASTIC MOLDING COMPOSITION}
본 발명은 열가소성 성형 조성물, 특히 난연성 및 내충격성을 갖는 폴리카르보네이트 조성물에 관한 것이다.
폴리카르보네이트 및 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 함유하는 열가소성 성형 조성물이 공지되어 있다. 수많은 그러한 조성물이 특허 문헌에 개시되어 있다. 이와 관련하여 뛰어난 표면 외관, 색 안정성 및 열 안정성을 갖는 내충격성 열가소성 조성물이 개시된 미국 특허 제4,888,388호를 언급할 수 있다. 이 조성물은 특정 그라프트 고무 공중합체, 폴리카르보네이트 및 포화 폴리에스테르를 함유한다. 열화에 대해 안정화되고 할로겐화된 인 화합물을 함유하는, 자기 소화성 폴리카르보네이트 조성물이 미국 특허 제3,557,053호에 개시되어 있다. 또한 첨가제로서, 주로는 난연제로서 인 화합물을 함유하는 조성물도 공지되어 있다. 인 화합물과 할로겐화된 첨가제의 조합은 열가소성 조성물에 내연성을 부여하는 것으로 개시되었다. 이와 관련하여 폴리카르보네이트, 고무 개질된 모노비닐리덴 방향족 공중합체 및 고무질 코어/쉘 그라프트 공중합체 내충격성 개질제를 함유하는 내인화성 조성물에 대한 미국 특허 제5,276,077호가 주목된다.
<발명의 요약>
난연성 및 내충격성을 갖는 열가소성 조성물을 개시한다. 폴리카르보네이트, 열가소성 폴리에스테르, 할로겐화된 아크릴레이트, 내충격성 개질제, 인-함유 화합물 및 플루오르화된 폴리올레핀을 포함하는 조성물은 기계적 성질, 가공성 및 난연성의 양호한 조합을 특징으로 한다. 할로겐화된 아크릴레이트는 하기 화학식에 따르는 반복 구조 단위를 함유한다.
<화학식>
Figure 112009051946020-pct00001
식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소, 알킬 또는 아릴 기를 나타내고, n은 0 내지 5이고, m은 10 내지 10000이고, R은 할로겐을 나타낸다.
본 발명의 조성물은
(a) (코)폴리카르보네이트 24 내지 94 중량% (pbw), 바람직하게는 35 내지 78 pbw,
(b) 열가소성 폴리에스테르 4 내지 74, 바람직하게는 6 내지 55 pbw,
(c) 할로겐화된 아크릴레이트 1 내지 30, 바람직하게는 5 내지 15 pbw,
(d) 내충격성 개질제 20 pbw 이하, 바람직하게는 3 내지 15 pbw의 정량(positive amount),
(e) 1종 이상의 인-함유 화합물 15 pbw 이하, 바람직하게는 2 내지 15 pbw의 정량, 및
(f) 플루오르화된 폴리올레핀 1 pbw 이하, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 pbw의 정량을 함유한다.
본 발명의 폴리카르보네이트 성분은 널리 공지되어 있는 시판용 열가소성 수지이다. 그의 화학, 성질 및 제법은 여러 공개물에 개시되어 있다 (이와 관련하여 본원에 참고로 포함되는, 모노그라프 [H. Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates," Interscience Publishers, New York, New York, 1964] 참조). 본원에서 사용되는 용어 폴리카르보네이트는 일반적으로 호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트를 가리킨다. 중량 평균 분자량이 10,000 내지 200,000, 바람직하게는 20,000 내지 80,000이고 ASTM D-1238 (300℃에서, 1.2 kg)에 의한 용융 흐름 지수가 약 1 내지 65 g/10분, 바람직하게는 2 내지 15 g/10분인 폴리카르보네이트가 본 발명의 상황에서 적합하다. 이러한 수지는, 예를 들어 공지된 2상 계면 중축합법 (상기 언급한 Schnell 문헌 참조) 또는 용융 에스테르교환법 (문헌 [D. G. LeGrand et al., "Handbook of Polycarbonate Science and Technology," Marcel Dekker Verlag, New York, Basel, 2000, p. 12 ff.] 참조)에 의해 제조할 수 있다.
폴리카르보네이트의 제조에 적합한 방향족 디히드록시 화합물은 화학식 HO-Z-OH (여기서, Z는 1개 이상의 방향족 기를 함유하는 탄소수 6 내지 30의 2가 유기기임)에 상응한다. 이러한 화합물의 예로는 디히드록시디페닐, 비스(디히드록시페닐)알칸, 인단 비스페놀, 비스(히드록시페닐)에테르, 비스(히드록시페닐)술폰, 비스(히드록시페닐)케톤 및 α,α'-비스(히드록시페닐)디이소프로필벤젠으로 이루어진 군에 속하는 비스페놀이 있다. 이들 중에서 히드로퀴논, 레조르시놀, 비스-(히드록시페닐)-알칸, 비스-(히드록시페닐)-에테르, 비스-(히드록시페닐)-케톤, 비스-(히드록시페닐)-술폭시드, 비스-(히드록시페닐)-술피드, 비스-(히드록시페닐)-술폰, 및 α,α-비스-(히드록시페닐)-디이소프로필벤젠을 언급할 수 있다. 이들 및 추가의 적합한 방향족 디히드록시 화합물이, 예를 들어 미국 특허 제3,028,356호; 미국 특허 제2,999,835호; 미국 특허 제3,148,172호; 미국 특허 제2,991,273호; 미국 특허 제3,271,367호; 및 미국 특허 제2,999,846호에 개시되어 있으며, 상기 특허는 모두 참고로 본원에 포함된다. 적합한 비스페놀의 추가 예로는 2,2-비스-(4-히드록시-페닐)-프로판 (비스페놀 A), 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸-부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, α,α'-비스-(4-히드록시-페닐)-p-디이소프로필벤젠, 2,2-비스-(3-메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-메탄, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-술피드, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시-페닐)-술폭시드, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-술폰, 디히드록시-벤조페논, 2,4-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-시클로헥산, α,α'-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠 및 4,4'-술포닐 디페놀이 있다.
특히 바람직한 방향족 비스페놀의 예로는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-프로판 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산이 있다. 가장 바람직한 비스페놀은 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판 (비스페놀 A)이다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트의 제조에 적합한 쇄 종결제로는, 예를 들어 페놀 및 p-tert-부틸페놀 뿐만 아니라, 장쇄 알킬페놀, 예컨대 DE-A 2 842 005호에 따른 4-(1,3-테트라메틸부틸)-페놀 또는 알킬 치환체에 총 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 모노알킬페놀 또는 디알킬페놀, 예컨대 3,5-디-tert-부틸페놀, p-이소옥틸페놀, p-tert-옥틸페놀, p-도데실-페놀 및 2-(3,5-디메틸헵틸)-페놀 및 4-(3,5-디메틸헵틸)-페놀이 있다. 사용되는 쇄 종결제의 양은 일반적으로 특정한 경우에 사용되는 디페놀의 총 몰량을 기준으로 0.5 몰% 내지 10 몰%이다.
열가소성 방향족 폴리카르보네이트는 공지된 방식으로, 바람직하게는 사용되는 디페놀의 총량을 기준으로 0.05 내지 2.0 몰%의 3 이상의 관능가를 갖는 화합물, 예를 들면 3개 이상의 페놀기를 갖는 화합물의 혼입에 의해 분지화할 수 있다.
적합한 폴리카르보네이트 수지는 예를 들면 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 바이엘 머티리얼싸이언스 엘엘씨(Bayer MaterialScience LLC) 및 독일 레버쿠젠 소재의 바이엘 머티리얼싸이언스 아게(Bayer MaterialScience AG)로부터의 상표 마크롤론(Makrolon)으로 입수가능하다.
성분 (b)로서 적합한 (코)폴리에스테르에는 호모-폴리에스테르 및 코-폴리에스테르 수지가 포함되며, 이들은 수지의 분자 구조가 카르복실산으로부터 유래한 1개 이상의 결합을 포함하는 수지이며, 바람직하게는 탄산으로부터 유래한 연결기는 제외한다. 이들은 공지된 수지이며 디올 성분과 2염기산의 공지된 방법에 따른 축합 또는 에스테르 교환 중합을 통해 제조할 수 있다. 예를 들면 시클로헥산디메탄올, 에틸렌 글리콜과 테레프탈산 또는 테레프탈산과 이소프탈산의 조합물의 축합으로부터 유래한 에스테르가 있다. 시클로헥산디메탄올, 에틸렌 글리콜과 1,4-시클로헥산디카르복실산의 축합으로부터 유래한 폴리에스테르 또한 적합하다. 적합한 수지에는 폴리(알킬렌 디카르복실레이트), 특히 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트) (PBT), 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) (PTT), 폴리(에틸렌 나프탈레이트) (PEN), 폴리(부틸렌 나프탈레이트) (PBN), 폴리(시클로헥산디메탄올 테레프탈레이트) (PCT), 폴리(시클로헥산디메탄올-코-에틸렌테레프탈레이트) (PETG 또는 PCTG), 및 폴리(1,4-시클로헥산디메틸-1,4-시클로헥산디카르복실레이트) (PCCD)가 포함된다.
미국 특허 제2,465,319호, 미국 특허 제3,953,394호 및 미국 특허 제3,047,539호 (이들 모두 본원에 참고로 포함됨)에 이러한 수지를 제조하는 적합한 방법이 개시되어 있다. 적합한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 약 25℃에서 오르토클로로페놀 8% 용액의 상대 점도에 의해 측정하였을 때 0.2 데시리터/그램 이상, 바람직하게는 약 0.4 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 특징으로 한다. 상한은 중요하지 않지만 일반적으로 약 2.5 데시리터/그램을 초과하지 않는다. 특히 바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는 0.4 내지 1.3 데시리터/그램 범위의 고유 점도를 갖는 것들이다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 폴리알킬렌 테레프탈레이트의 알킬렌 단위는 2 내지 5개, 바람직하게는 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유한다. 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (1,4-부탄디올로부터 제조됨) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 본 발명에서 사용하기에 바람직한 폴리알킬렌 테트라프탈레이트이다. 다른 적합한 폴리알킬렌 테레프탈레이트에는 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리이소부틸렌 테레프탈레이트, 폴리펜틸 테레프탈레이트, 폴리이소펜틸 테레프탈레이트 및 폴리네오펜틸 테레프탈레이트가 포함된다. 알킬렌 단위는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다.
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는, 테레프탈산기 이외에, 탄소수 8 내지 14의 다른 방향족 디카르복실산 또는 탄소수 4 내지 12의 지방족 디카르복실산으로부터의 기, 예컨대 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 4,4'-디-페닐-디카르복실산, 숙신산, 아디프산, 세박산, 아젤라산 또는 시클로헥산디아세트산으로부터의 기를 20 몰%까지 함유할 수 있다.
바람직한 폴리알킬렌 테레프탈레이트는, 에틸렌 글리콜 또는 부탄디올-1,4-기 이외에, 탄소수 3 내지 12의 다른 지방족 디올 또는 탄소수 6 내지 21의 지환족 디올, 예를 들면 프로판디올-1,3, 2-에틸프로판디올-1,3, 네오펜틸 글리콜, 펜탄디올-1,5, 헥산디올-1,6, 시클로헥산디메탄올-1,4, 3-메틸펜탄디올-2,4, 2-메틸-펜탄디올-2,4, 2,2,4-트리메틸펜탄디올-1,3, 및 -1,6, 2-에틸헥산디올-1,3, 2,2-디에틸프로판디올-1,3, 헥산디올-2,5, 1,4-디-(β-히드록시에톡시)-벤젠, 2,2-비스-(4-히드록시시클로헥실)-프로판, 2,4-디히드록시-1,1,3,3-테트라-메틸-시클로부탄, 2,2-비스-(3-β-히드록시에톡시페닐)-프로판 및 2,2-비스-(4-히드록시프로폭시페닐)-프로판 (DE-OS 24 07 674호, DE-OS 24 07 776호, DE-OS 27 15 932호)으로부터의 기를 20 몰%까지 함유할 수 있다.
폴리알킬렌 테레프탈레이트는 비교적 소량의 3가 또는 4가 알콜 또는 3가 또는 4가 염기성 카르복실산, 예를 들면 DE-OS 19 00 270호 및 미국 특허 제3,692,744호에 개시된 것들을 혼입함으로서 분지화할 수 있다. 바람직한 분지화제의 예로는 트리메스산, 트리멜리트산, 트리메틸올-에탄 및 -프로판 및 펜타에리트리톨이 포함된다. 산 성분에 대하여 바람직하게는 1 몰% 이하의 분지화제가 사용된다.
단지 테레프탈산 및 그의 반응성 유도체 (예를 들면 그의 디알릴 에스테르) 및 에틸렌 글리콜 및/또는 부탄디올-1,4로부터 제조된 폴리알킬렌 테레프탈레이트 (폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트) 및 이들 폴리알킬렌 테레프탈레이트의 혼합물이 특히 바람직하다.
상기 언급한 산 성분 중 2종 이상 및/또는 상기 언급한 알콜 성분 중 2종 이상으로부터 제조된 코폴리에스테르 또한 바람직한 폴리알킬렌-테레프탈레이트이며, 폴리(에틸렌 글리콜/부탄디올-1,4)-테레프탈레이트가 특히 바람직한 코폴리에스테르이다.
적합한 폴리알킬렌 테레프탈레이트가 미국 특허 제4,267,096호; 미국 특허 제4,786,692호; 미국 특허 제4,352,907호; 미국 특허 제4,391,954호; 미국 특허 제4,125,571호; 미국 특허 제4,125,572호; 미국 특허 제4,188,314호; 및 미국 특허 제5,407,994호에 개시되어 있으며, 이들의 개시내용은 본원에 참고로 포함된다.
본 발명의 상황에서 성분 (c)로서 적합한 할로겐화된 아크릴레이트는 하기 화학식에 따르는 반복 구조 단위를 함유한다.
<화학식>
Figure 112009051946020-pct00002
식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소, 알킬 또는 아릴 기, 바람직하게는 C1 -18-알킬 또는 페닐을 나타내고, n은 0 내지 5, 바람직하게는 0 내지 3이고, m은 10 내지 10000, 바람직하게는 50 내지 1000이다. R은 할로겐, 바람직하게는 브롬 또는 염소이다. 페닐 고리는 5개 이하의 R기로 치환될 수 있다.
가장 바람직하게는, 각각의 R1, R2, R3, R4 및 R5는 수소를 나타내고, n은 1이고, R은 브롬이다.
바람직한 할로겐화된 아크릴레이트는 미국 뉴저지주 포트 리 소재의 아메리브롬, 인크.(Ameribrom, Inc.)의 시판용 제품 FR 1025P이다.
본 발명의 상황에서 적합한 할로겐화된 아크릴레이트는 하기 화학식에 따르는 단량체의 라디칼 중합체 의해 제조할 수 있다.
<화학식>
Figure 112009051946020-pct00003
식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5, n 및 R은 상기 기재한 바와 같다.
본 발명의 조성물에서 성분 (d)로서 적합한 내충격성 개질제는 95 내지 5 중량%, 바람직하게는 70 내지 10 중량%의 1종 이상의 엘라스토머 가교 그라프트 기재 상에 그라프팅된 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 30 내지 90 중량%의 1종 이상의 비닐 단량체로 이루어진 그라프트 중합체이고, 상기 그라프트 기재는 10℃ 미만, 바람직하게는 0℃ 미만, 특히 바람직하게는 -20℃ 미만의 유리 전이 온도를 가지며, %는 내충격성 개질제의 중량에 대한 것이다.
그라프트 기재는 일반적으로 입자 크기 중앙값 (d50)이 0.05 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 5 ㎛, 특히는 0.2 내지 1 ㎛이다.
그라프팅된 상은 바람직하게는
A) 1종 이상의 비닐 방향족 화합물 (예컨대 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 메타크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르 (바람직하게는, 메틸 메타크릴레이트 및 에틸 메타크릴레이트)) 50 내지 99 중량부, 및
B) 1종 이상의 비닐 시아나이드 (예컨대 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴), (메트)아크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르 (바람직하게는, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트) 및 불포화 카르복실산의 유도체 (바람직하게는, 무수물 및 이미드) (바람직하게는, 말레산 무수물 및 N-페닐 말레이미드) 1 내지 50 중량부의 혼합물이다.
A에 포함되는 바람직한 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌 및 메틸 메타크릴레이트이고; 바람직한 단량체 B에는 아크릴로니트릴, 말레산 무수물 및 메틸 메타크릴레이트가 포함된다. 특히 바람직한 A는 스티렌이고 특히 바람직한 B는 아크릴로니트릴이다.
적합한 그라프트 기재에는 디엔 고무, EP(D)M 고무, 아크릴레이트, 폴리우레탄, 실리콘 및 에틸렌/비닐 아세테이트 고무가 포함된다. 디엔 고무 (예를 들면, 부타디엔 및 이소프렌)가 바람직한 그라프트 기재이고 폴리부타디엔 고무가 특히 바람직하다.
예를 들어 미국 특허 제3,644,574호; GB 1 409 275호; 및 문헌 [Ullmann, Enzyklopaedie der Technischen Chemie, Vol. 19 (1980), p. 280 ff] (이들 모두 본원에 참고로 포함됨)에 기재되어 있는 것과 같은 ABS 중합체 또한 적합한 그라프트 중합체이다. 이들은 유리-라디칼 중합에 의해, 예를 들어 에멀젼, 현탁액, 용액 또는 괴상 중합에 의해, 바람직하게는 에멀젼 또는 괴상 중합에 의해 제조할 수 있다. 에멀젼 중합된 ABS가 특히 바람직하다.
특히 적합한 그라프트 고무는 또한 유기 히드로퍼옥시드 및 아스코르브산으로 이루어진 개시제 시스템을 사용하는 산화환원 개시에 의해 제조된 ABS 중합체이다 (이와 관련하여 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제4,937,285호 참조).
아크릴레이트 고무, 바람직하게는 임의로 여타 다른 중합가능한 에틸렌계 불포화 단량체를 기재의 중량을 기준으로 40%까지 갖는 아크릴산 알킬 에스테르의 중합체 또한 그라프트 기재로서 적합하다. 바람직한 중합가능한 아크릴산 에스테르에는 C1-C8-알킬 에스테르, 예를 들어 메틸, 에틸, 부틸, n-옥틸 및 2-에틸헥실 에스테르 뿐만 아니라, 이들 단량체의 혼합물도 포함된다.
그라프트 기재의 가교를 위해, 1개 초과의 중합가능한 이중 결합을 갖는 단량체가 공중합될 수 있다. 가교 단량체의 바람직한 예로는, 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 불포화 모노카르복실산 및 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 불포화 1가 알콜, 또는 2 내지 4개의 OH기 및 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 포화 폴리올의 에스테르, 예컨대 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트; 다중불포화 헤테로시클릭 화합물, 예컨대 트리-비닐 및 트리알릴 시아누레이트; 다관능성 비닐 화합물, 예컨대 디- 및 트리-비닐벤젠; 및 트리알릴 포스페이트 및 디알릴 프탈레이트도 있다. 바람직한 가교 단량체는 알릴 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디알릴 프탈레이트 및 3개 이상의 에틸렌계 불포화기를 갖는 헤테로시클릭 화합물이다. 특히 바람직한 가교 단량체는 시클릭 단량체 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리아크릴로일헥사히드로-s-트리아진, 트리알릴 벤젠이다. 가교 단량체의 양은 바람직하게는 그라프트 기재의 중량을 기준으로 0.02 내지 5%, 특히 0.05 내지 2%이다.
다른 적합한 그라프트 기재에는 DE-A 3 704 657호, DE-A 3 704 655호, DE-A 3 631 540호 및 DE-A 3 631 539호에 개시되어 있는 것과 같은, 그라프트-활성 부위를 갖는 실리콘 고무가 포함된다.
입자 크기 중앙값 (d50)은 입자의 50 중량%는 이 값보다 크고 입자의 50 중량%는 이 값보다 작은 직경이다. 이것은 초원심분리 측정법으로 측정할 수 있다 (문헌 [W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-1796]).
본 발명의 상황에서 성분 (e)는 하기 화학식 III 또는 IV에 따르는 포스페이트 화합물, 포스포네이트 아민, 포스파젠 또는 포스페이트이다.
Figure 112009051946020-pct00004
Figure 112009051946020-pct00005
식 중,
R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 C1- 내지 C8-알킬, 또는 C5- 내지 C6-시클로알킬, C6- 내지 C20-아릴 또는 C7- 내지 C12-아랄킬을 나타내며, 이들은 각각 알킬, 바람직하게는 C1-C4-알킬에 의해 임의로 치환되고,
n은 서로 독립적으로 0 또는 1, 바람직하게는 1을 나타내고,
N은 0.1 내지 30, 바람직하게는 0.5 내지 10, 특히 0.7 내지 5이고,
X는 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 단일핵 또는 다핵 방향족 라디칼, 또는 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 지방족 라디칼을 나타내며, 상기 지방족 라디칼은 선형이거나 분지형일 수 있다.
가장 바람직한 실시양태에서 X는
Figure 112009051946020-pct00006
를 나타낸다.
바람직하게는, R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 C1-C4-알킬, 페닐, 나프틸 또는 페닐-C1-C4-알킬을 나타내며, 이들은 각각 알킬기, 바람직하게는 C1-C4-알킬에 의해 치환될 수 있다. 특히 바람직한 방향족 라디칼은 크레실, 페닐, 크실레닐, 프로필페닐 또는 부틸페닐이다.
화학식 IV의 적합한 인 화합물 중에는 특히 트리부틸 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 디페닐크레실 포스페이트, 디페닐옥틸 포스페이트, 디페닐-2-에틸크레실 포스페이트, 트리-(이소프로필페닐)포스페이트, 메틸포스폰산 디메틸 에스테르, 메틸포스폰산 디페닐 에스테르, 페닐포스폰산 디에틸 에스테르, 트리페닐포스핀 옥시드 또는 트리크레실포스핀 옥시드가 포함된다. 특히 바람직한 모노포스포러스 화합물은 트리페닐 포스페이트이다.
하기 화학식 V에 따르는 화합물이 특히 유리하다.
Figure 112009051946020-pct00007
식 중,
R1, R2, R3 및 R4, n 및 N은 상기 정의한 바와 같고, 여기서 q는 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0, 1 또는 2를 나타내고, R5 및 R6은 서로 독립적으로 C1-C4-알킬, 바람직하게는 메틸을 나타내고, Y는 C1-C7-알킬리덴, C1-C7-알킬렌, C5-C12-시클로알킬렌, C5-C12-시클로알킬리덴, -O-, -S-, -SO-, SO2 또는 -CO-를 나타낸다.
비스페놀 A 또는 그의 메틸-치환된 유도체로부터 유래한 화학식 V에 따르는 화합물이 특히 바람직하다. 상기 인 화합물은 공지되어 있으며 (EP-A 363 608호, EP-A 640 655호 참조) 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다 (문헌 [Ullmanns Encyklopaedie der technischen Chemie, Vol. 18, p. 301 ff 1979]; [Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Vol. 12/1, p. 43]; [Beilstein Vol. 6, p. 177] 참조).
포스포네이트 아민은 하기 화학식 VI에 따른다.
Figure 112009051946020-pct00008
식 중,
A는 하기 화학식 VIa 또는 VIb의 라디칼을 나타내고
Figure 112009051946020-pct00009
Figure 112009051946020-pct00010
,
R11 및 R12는 서로 독립적으로 C1-C10-알킬 또는 C6-C10-아릴을 나타내고,
R13 및 R14는 서로 독립적으로 C1-C10-알킬 또는 C6-C10-아릴을 나타내고,
y는 0, 1 또는 2를 나타내고, B1은 독립적으로 수소, C2-C8-알킬, 또는 C6-C10-아릴을 나타낸다.
B1은 수소, 에틸, n- 또는 이소-프로필, 비치환 또는 C1-C4-알킬-치환된 C6-C10-아릴, 특히 페닐 또는 나프틸을 나타낸다.
R11, R12, R13 및 R14의 알킬은 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-, 이소-, sec- 또는 tert-부틸, 펜틸 또는 헥실이고 아릴은 바람직하게는 페닐, 나프틸 또는 비나프틸이다.
예를 들면 하기 화학식 VIa-1에 따르는 5,5,5',5',5",5"-헥사메틸트리스(1,3,2-디옥사포스포리난-메탄)아미노-2,2',2"-트리옥시드가 있다.
[화학식 VIa-1]
Figure 112009051946020-pct00011
포스포네이트 아민의 제조는 예를 들어 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,844,028호에 개시되어 있다.
하기 화학식 VIIa 또는 VIIb에 따르는 포스파젠 또한 적합하다.
Figure 112009051946020-pct00012
Figure 112009051946020-pct00013
식 중, R은 서로 독립적으로 C1 -8-알킬 또는 C1 -8-알콕시, C5 -6-시클로알킬, C6 -20-아릴, C6 -20-아릴옥시, 또는 C7 -12-아랄킬을 나타내고, k는 0 내지 15, 바람직하게는 1 내지 10을 나타낸다.
예를 들면 프로폭시포스파젠, 페녹시포스파젠 및 메틸-페녹시포스파젠이 포함된다. 페녹시포스파젠이 바람직하다. 포스파젠 및 그의 제조는 예를 들어 EP-A 728 811호, DE-A 1 961 668호 및 WO 97/40092호에 개시되어 있다. 본 발명의 조성물의 성분 (f)인 플루오르화된 폴리올레핀은 0.05 내지 0.5 pbw의 양으로 조성물에 혼입된다. 플루오르화된 폴리올레핀은 공지되어 있다 (EP-A 640 655호 참조). 듀폰(DuPont)으로부터 시판되는 제품은 테플론(Teflon)® 30N이다.
플루오르화된 폴리올레핀은 또한 플루오르화된 폴리올레핀의 에멀젼과 그라프트 중합체의 에멀젼 또는 공중합체, 바람직하게는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합 체의 에멀젼의 응고된 혼합물 형태로 사용될 수 있으며, 여기서 에멀젼 형태의 플루오르화된 폴리올레핀이 그라프트 중합체 또는 공중합체의 에멀젼과 혼합된 후에 응고된다. 플루오르화된 폴리올레핀은 또한 그라프트 중합체 또는 공중합체, 바람직하게는 스티렌/아크릴로니트릴 기재의 공중합체와의 예비배합물 형태로 사용될 수 있다. 플루오르화된 폴리올레핀은 분말 형태로 그라프트 중합체 또는 공중합체의 분말 또는 과립과 혼합되고 통상의 수단에 의해 200 내지 330℃의 온도에서 용융물로 배합된다.
플루오르화된 폴리올레핀은 또한 플루오르화된 폴리올레핀의 수성 분산액의 존재하에 1종 이상의 모노에틸렌계 불포화 단량체의 에멀젼 중합체 의해 제조되는 마스터배치 형태로 사용될 수도 있다. 바람직한 단량체 성분은 스티렌, 아크릴로니트릴 및 이들의 혼합물이다. 응고물, 예비배합물 및 마스터배치는 통상적으로 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 7 내지 60 중량%의 플루오르화된 폴리올레핀의 고체 함량을 갖는다.
조성물은 1종 이상의 통상의 관능성 첨가제, 예컨대 충전제, 여타 다른 상용성 가소제, 대전방지제, 산화방지제, 윤활제 및 UV 안정화제를 추가로 함유할 수 있다. 적합한 충전제에는 탈크, 클레이, 나노클레이 (본원에서 사용되는 접두사 "나노"는 약 100 나노미터 미만의 입자 크기를 가리킴), 실리카, 나노실리카 뿐만 아니라, 강화제, 예컨대 유리 섬유가 포함된다. 적합한 UV 흡수제에는 히드록시벤조페논, 히드록시벤조트리아졸, 히드록시베조트리아진, 시아노아크릴레이트, 옥사닐리드 및 벤족사지논 뿐만 아니라, 나노-크기의 무기 물질, 예컨대 산화티탄, 산 화세륨 및 산화아연이 포함된다. 적합한 안정화제에는 카르보디이미드, 예컨대 비스-(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드 및 폴리카르보디이미드; 입체장애 아민 광 안정화제; 입체장애 페놀 (예컨대 Irganox 1076 (CAS 번호 2082-79-3), Igranox 1010 (CAS 번호 6683-19-8)); 포스파이트 (예컨대 Irgafos 168, CAS 번호 31570-04-4; Sandostab P-EPQ, CAS 번호 119345-01-6; Ultranox 626, CAS 번호 26741-53-7; Ultranox 641, CAS 번호 161717-32-4; Doverphos S-9228, CAS 번호 154862-43-8), 트리페닐 포스핀 및 아인산이 포함된다. 적합한 가수분해 안정화제에는 에폭시드, 예컨대 욘크릴(Joncryl) ADR-4368-F, 욘크릴 ADR-4368-S, 욘크릴 ADR-4368-L, 지환족 에폭시 수지 ERL-4221 (CAS 번호 2386-87-0)이 포함된다.
첨가제는 효과적인 양으로, 바람직하게는 수지 성분의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 총 약 30 pbw의 양으로 사용될 수 있다.
예시된 조성물의 제조에서, 상기 성분들 및 첨가제들을 2축 압출기 ZSK 30 (온도 프로파일 120-255℃)에서 용융 배합하였다. 수득된 펠렛을 120℃ 강제 순환 열풍 건조기에서 4 내지 6시간 동안 건조시켰다. 부분을 사출 성형하였다 (용융 온도 265 내지 285℃, 성형 온도 약 75℃).
아이조드(Izod) 충격 강도의 측정은 두께가 1/8" 또는 1/4"인 시험편을 사용하여 수행하였다. ASTM D-256에 따라 측정하였다.
용융 흐름 지수는 ASTM 1238에 따라 5 kg의 하중하에 265℃에서 측정하였다. 난연성은 두께가 1/8" 또는 1/16"인 시험편 상에서의 UL 94 수직 연소법에 따라 측정하였다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 예시되지만 하기 실시예에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안되며, 모든 부 및 %는 달리 명시하지 않는 한 중량부 및 중량%이다.
하기 기재된 조성물의 제조에서, 하기 성분들을 사용하였다:
폴리카르보네이트 - ASTM D 1238에 의한 약 4 g/10분의 용융 유속 (300℃에서, 1.2 Kg)을 갖는 비스페놀-A 기재의 호모폴리카르보네이트 (마크롤론 3208, 바이엘 머티리얼싸이언스 엘엘씨의 제품).
0.94의 고유 점도를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트.
할로겐화된 아크릴레이트 - 폴리(펜타브로모벤질 아크릴레이트) - FR 1025P, 미국 뉴저지주 포트 리 소재의 아메리브롬의 제품.
할로겐화된 카르보네이트 - 테트라브로모 비스페놀-A의 올리고머 카르보네이트, 켐트루라 컴파니(Chemtrura Company)의 제품.
내충격성 개질제 - 약 75% 고무를 갖는 ABS, 란세스 아게(Lanxess AG)의 제품.
P-화합물 III - 트리스브로모네오펜틸포스페이트, FR-370, 미국 뉴저지주 포트 리 소재의 아메리브롬의 제품.
P-화합물 IV - 비스페놀 A 비스-(디페닐 포스페이트), 레오포스(Reofos) BAPP, 켐트루라의 제품.
플루오르화된 폴리올레핀 - 동량의 폴리테트라플루오로에틸렌과 스티렌 아크 릴로니트릴 공중합체를 함유하는 응고물.
모든 조성물은 47.1% 폴리카르보네이트, 30.6% 열가소성 폴리에스테르, 9.1% ABS 및 0.1% 플루오르화된 폴리올레핀을 함유하였다.
Figure 112009051946020-pct00014
본 발명을 그의 특정한 실시양태에 대한 구체적인 상세한 설명으로 기재하였다. 이러한 상세한 설명은 첨부된 청구범위에 포함되는 한, 또한 그러한 정도인 경우를 제외하고는 본 발명의 범주에 대한 제한으로 간주되지 않도록 한다.

Claims (8)

  1. (a) 방향족 폴리카르보네이트,
    (b) 열가소성 폴리에스테르,
    (c) 하기 화학식에 따르는 반복 구조 단위를 함유하는 할로겐화된 아크릴레이트
    <화학식>
    Figure 112013095503572-pct00018
    (식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소, 알킬 또는 아릴 기를 나타내고, n은 0 내지 5이고, m은 10 내지 10000이고, R은 할로겐을 나타냄),
    (d) 95 내지 5 중량%의 10℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 엘라스토머 가교 그라프트 기재에 그라프팅된 5 내지 95 중량%의 1종 이상의 비닐 단량체의 중합 생성물을 포함하는 내충격성 개질제 (상기 %는 내충격성 개질제의 중량에 대한 것임)
    (e) 하기 화학식 III 또는 IV에 따르는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 인-함유 화합물
    <화학식 III>
    Figure 112013095503572-pct00019
    <화학식 IV>
    Figure 112013095503572-pct00020
    (식 중, R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 C1- 내지 C8-알킬, 또는 C5- 내지 C6-시클로알킬, C6- 내지 C20-아릴 또는 C7- 내지 C12-아랄킬을 나타내며, 이들은 각각 알킬에 의해 치환될 수 있고, n은 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, N은 0.1 내지 30이고, X는 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 단일핵 또는 다핵 방향족 라디칼, 또는 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 지방족 라디칼을 나타내며, 상기 지방족 라디칼은 선형이거나 분지형일 수 있음)
    (f) 플루오르화된 폴리올레핀
    을 포함하고,
    할로겐화된 올리고카르보네이트를 함유하는 상응하는 조성물에 비하여 증가된 노치형 아이조드 충격 강도를 가지는,
    열가소성 성형 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리카르보네이트가 24 내지 94%의 양으로 존재하고, 열가소성 폴리에스테르가 4 내지 74%의 양으로 존재하고, 할로겐화된 아크릴레이트가 1 내지 30%의 양으로 존재하고, 내충격성 개질제가 20% 이하의 정량(positive amount)으로 존재하고, 인-함유 화합물이 15% 이하의 정량으로 존재하고, 플루오르화된 폴리올레핀이 1% 이하의 정량으로 존재하며, 상기 %는 모든 경우에 조성물의 중량에 대한 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 폴리카르보네이트가 35 내지 78%의 양으로 존재하고, 열가소성 폴리에스테르가 6 내지 55%의 양으로 존재하고, 할로겐화된 아크릴레이트가 5 내지 15%의 양으로 존재하고, 내충격성 개질제가 3 내지 15%의 양으로 존재하고, 인-함유 화합물이 2 내지 15%의 양으로 존재하고, 플루오르화된 폴리올레핀이 0.05 내지 0.5%의 양으로 존재하며, 상기 %는 모든 경우에 조성물의 중량에 대한 것인 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 열가소성 폴리에스테르가 폴리알킬렌 테레프탈레이트인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 열가소성 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 조성물.
  8. 삭제
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